[發(fā)明專利]一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610571961.7
• 申請日: 2016-07-20
• 公開（公告）號: CN106024963B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞金玲;鄭重明;程樹英;賴云鋒;鄭巧;周海芳;董麗美
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: H01L31/072
• 分類號: H01L31/072;H01L31/18
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

1.一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1）：對透明玻璃片進行清潔處理，即將玻璃片依次在去離子水、丙酮和乙醇中進行超聲處理，然后取出、烘干；

步驟2）：將步驟1）烘干的玻璃片放入濺射機的基片架上，之后抽真空，濺射金屬鉬；

步驟3）：將一水合醋酸銅、二水合醋酸鋅以及二水合氯化亞錫混合后，加入硫脲溶解到乙二醇甲醚中，并加入穩(wěn)定劑，50℃水浴加熱攪拌1h，得到膠體；

步驟4）：利用旋涂法將步驟3）制備的膠體涂覆在步驟2）所得的鉬基片上， 經(jīng)280℃烘烤制成銅鋅錫硫預(yù)制層薄膜；重復(fù)數(shù)次以達到所需薄膜厚度，膜厚為800nm；

步驟5）：把步驟4）制得的銅鋅錫硫預(yù)制層薄膜樣品放入石英舟，再放進硫化爐中的石英玻璃管內(nèi)，用機械泵對石英玻璃管抽真空，到5pa以下后關(guān)閉機械泵；然后往爐中的石英玻璃管通入N₂氣體，流量為180sccm，通10min后保持通入N₂氣體，再通入H₂S氣體，流量為20sccm；十分鐘之后，開始讓硫化爐升溫，1h后升到580℃，保持溫度1h，隨后用冷卻水冷卻4h至室溫，制得太陽電池吸收層材料銅鋅錫硫薄膜；

步驟6）：將步驟5）制得的銅鋅錫硫薄膜置于真空蒸發(fā)爐的蒸發(fā)腔內(nèi)；將硫化銦粉末置于蒸發(fā)舟中，再放進蒸發(fā)腔內(nèi)；將蒸發(fā)腔抽真空后，對負載有銅鋅錫硫薄膜的鉬基片進行加熱，待基片升高到150℃時，加電流對蒸發(fā)舟進行加熱，至蒸發(fā)舟內(nèi)的硫化銦粉末完全蒸發(fā)，此時電流為100A，然后停止蒸發(fā)，得到銅鋅錫硫/硫化銦異質(zhì)結(jié)；

步驟7）：在步驟6）所得的異質(zhì)結(jié)上濺射上本征氧化鋅；

步驟8）：在步驟7）制備的樣品上濺射摻銦氧化錫；

步驟9）：在步驟8）制備的樣品上覆蓋掩膜版后，用真空熱蒸發(fā)柵狀金屬鋁電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟1）所述超聲處理的時間均為15分鐘；所述烘干的溫度為100℃，烘干時間為25-40分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟2）中的濺射為直流濺射，濺射氣體為Ar氣，氣壓為1.0Pa，功率80W，時間20min，所得的鉬薄膜厚度為1μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟6）中，經(jīng)蒸發(fā)得到的銅鋅錫硫/硫化銦異質(zhì)結(jié)中硫化銦薄膜厚度為50nm；置于蒸發(fā)舟中的硫化銦粉末的質(zhì)量為100mg；加電流對蒸發(fā)舟進行加熱的速率為10A/分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟6）中，所述蒸發(fā)舟為鉬舟；抽真空時，將蒸發(fā)腔內(nèi)抽至真空度為1.0×10^-3帕。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟7）為射頻濺射，濺射氣體為Ar氣，氣壓為2.0Pa，功率80W，時間21min，所得的氧化鋅薄膜厚度為60nm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟8）為射頻濺射，濺射氣體為Ar氣，氣壓為0.2Pa，功率120W，時間20min，所得的摻銦氧化錫薄膜厚度為270nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種提高銅鋅錫硫/硫化銦太陽能電池效率的方法，其特征在于：步驟9）所用的鋁為鋁絲，直徑1mm，長度2cm，數(shù)量為25，用來加熱鋁絲的是鎢絲。